La qualité des panneaux solaires n'est pas acquise

La qualité des panneaux solaires est toujours un problème d'actualité et ne devrait pas être considérée comme acquise

Nous avons abordé dans un article précédent la problématique liée au fait que trop d’acteurs de l’industrie pensent que les panneaux solaires sont de simples commodités. Nous avons argumenté qu’il serait trop simpliste d’en venir à cette conclusion et que le coût d’un panneau photovoltaïque ne pouvait pas résumer à lui seul toutes les caractéristiques du produit. Comme dans toutes les industries, il ya des différences entre produits. Certaines sont évidentes, comme la couleur ou la puissance. Mais ce qui est en jeu dans notre industrie est véritablement la durée de vie des produits et en particulier leur performance au fil des années. Après tout, lorsqu’une personne s’équipe de modules solaires, elle achète une promesse de productible sur deux décennies. La question est de savoir si elle aura ce qu’on lui a promis.

Les problèmes de qualité sur le devant de la scène
Personne n’aime laver son linge en public. Et c’est le cas dans notre industrie. C’est la raison pour laquelle les cas de défaillance produit font rarement les gros titres de notre secteur. Cependant, ces dernières années, la presse internationale a relayé les problématiques liées à la qualité des modules photovoltaïques, comme le New York Times ou Bloomberg.

Le papier du New York Times en particulier fait part de témoignages d’acteurs de l’industrie qui s’inquiètent de la qualité des panneaux solaires, en particulier dans un contexte où la pression sur le prix du matériel et les faibles marges peuvent inciter certains à rogner sur la qualité. Il n’y a pas de raison de noircir le tableau plus que nécessaire mails il ne faut pas non plus éluder un certain nombre de faits qui nous rappelle que nous ne sommes pas dans une industrie sans défauts et que le prix du matériel qui est un des sujets de conversation principal ne doit pas éclipser celui que l’on prend trop souvent pour acquis, la qualité et la durabilité des panneaux solaires.
Les données de performances réelles prennent des années à obtenir alors que selon GTM Research, 85% de la capacité mondiale a été installée au cours des cinq dernières années, rendant difficile à évaluer le comportement des modules dans les 15 à 25 prochaines années.

Le TUV Rheinland a produit une étude recensant 2000 tests de certification IEC réalisés en 10 ans et en 2011 et 2012, 10% des tests provoquaient encore la défaillance des modules.

Le malentendu autour de la signification des certifications IEC
Comment définir la qualité d’un panneau solaire? Chaque personne peut avoir sa propre définition de ce qui est acceptable en fonction du prix. Ceci dit, pour s’assurer de la bonne conception d’un produit, l’on se réfère souvent à ce qui est reconnu mondialement comme un gage de qualité, la certification IEC 61215 pour les modules solaires au silicium cristallin.
La certification IEC est le résultat de l’engagement de long terme de l’industrie envers l’amélioration continue de la qualité de ses produits.
Pour évaluer la qualité des modules, des données de performance terrain doivent être recueillies. Il est cependant compliqué d’attendre plusieurs années et pour pallier à cette problématique, l’idée a été de développer des tests qui pourrait répliquer de manière accélérée, et donc dans un temps bien moindre, les défaillances. Cette approche a été mise au point dans le milieu des années 70 au Jet Propulsion Lab (JPL) de la NASA qui a développé cinq séries de tests accélérés entre 1976 et 1981. Ils ont ainsi acheté cinq séries de panneaux que les fabricants avaient soumis au test du « block » correspondant.

Ces tests ont été améliorés au fil du temps avec la plus grosse progression réalisée entre les Block IV et V.

Sur la base du travail précurseur du JPL, la communauté solaire, et en particulier le Research Center of the European Commission, a continué à développé des méthodologies de test jusqu’à ce que soit finalement instaurée la norme IEC 61215 en 1995, la seconde édition étant publiée en 2005. Cette certification est ainsi devenue le standard de l’industrie. Malheureusement, il y a toujours un malentendu sur le sens à donner à cette certification et la conclusion que l’on peut en tirer sur la qualité d’un panneau photovoltaïque.
La certification IEC a été conçue pour réduire le taux de défaillances précoces. John Wohlgemuth, du NREL [2], définit de la manière suivante comment doit être considéré un module ayant obtenu la certification IEC 61215 : “passer le test de qualification signifie que le module a répondu à un certain nombre d’exigences. Ces modules ont donc une probabilité plus élevée de fonctionner correctement en opération et de ne pas avoir de défaut de conception entraînant une défaillance précoce », comme illustré sur le graphique ci-dessous.

Il est donc important de comprendre que la certification IEC dit, au mieux, très peu de choses sur le comportement d’un module sur le long terme, typiquement à horizon 20-25 ans, qui est celui que prennent en compte ceux qui investissent dans une installation solaire, ni sur la capacité du module à respecter ses garanties.
La qualité des modules sur le long terme n’est pas quelque chose qui doit être considéré comme acquis. C’est au contraire l’un des enjeux les plus importants de notre industrie.

Que savons nous sur le comportement à long terme des panneaux photovoltaïques?
Les études publiques concernant les performances de long terme ne sont pas très nombreuses, ce qui est logique dans la mesure où notre connaissance s’accroît au fil des années et de la croissance du secteur. Cependant, les études répertoriées ci-dessous ont montré qu’obtenir l’IEC 61215 ne constituait pas un chèque en blanc pour les 25 prochaines années.

Entre 2011 et 2014, Dupont [4] a entrepris une étude portant sur plus de 60 installations de 1 kW à 20 MW pour un volume global de 200MW. L’étude a montré que 41% des modules présentaient des défauts visuels, les plus importants se trouvant à l’interconnexion des cellules et au niveau du tedlar.

Ce n’est pas une surprise lorsque l’on sait que c’est en allant au-delà des exigencies de l’IEC que les différences commencent à se matérialiser, comme illustré sur les deux graphiques ci-dessous pour le Cyclage Thermique (200 cycles dans l’IEC) et le test de Chaleur Humide (1000h dans l’IEC).

C’est pourquoi les initiatives actuelles menées au niveau international au niveau de la qualité visent à aller plus loin que la norme existante. L’on peut citer par exemple PV Quality Task Force, le PVDI du Fraunhofer ou le Qualification Plus Testing duNREL.

Conclusion – attention aux fiches techniques
Nous ne pourrons jamais assez insister sur le fait que choisir et comparer des fournisseurs de modules sur la base de fiches techniques et du prix est largement insuffisant. Compte tenu des conséquences long terme du choix, il est sage de toujours creuser plus pour comprendre qui sera votre partenaire. Est-ce que les modules sont soumis à des tests allant au-delà des normes ? Est-ce que le système de management de la qualité est fiable ?…Autant de question à se poser avant de choisir le premier module au meilleur prix présenté dans la dernière newsletter de votre distributeur.

Sources
[1]: Review of failures of Photovoltaic Modules, IEA PVPS Task 13, March 2014
[2]: IEC 61215: what it is and isn’t, NREL 2012 PV Module Reliability Workshop
[3]: Photovoltaic Module Qualification Plus Testing, NREL, December 2013
[4]: Typical climate stress and impact on module degradation and material failure in different areas of China, PV Tech Power, May 2016

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